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Métrologie de la dose

Le List, institut de CEA Tech, compte en son sein le Laboratoire National Henri Becquerel (LNHB), qui est le laboratoire national de métrologie dans le domaine des rayonnements ionisants, rôle que lui a confié le Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE) en charge du pilotage de la métrologie française. Il est en particulier en charge de la métrologie de la dose pour les photons et particules chargées. Ses activités couvrent : la R&D pour développer de nouveaux étalons primaires et dispositifs de détection des rayonnements, le maintien au meilleur niveau des références existantes et leur comparaison au plan international, la contribution à la qualité et à la cohérence des mesures au niveau national, la formation et le transfert aux utilisateurs.

Il intervient ainsi directement auprès des partenaires du monde médical pour étalonner les dosimètres utilisés dans les domaines de la radiothérapie et du radiodiagnostic, afin de maîtriser les doses délivrées aux patients. Il dispose pour cela de la plateforme DOSEO des technologies pour la radiothérapie et l’imagerie. Il intervient également auprès de partenaires industriels dans le domaine de la radioprotection.

Parmi nos partenaires académiques

Instituts nationaux de métrologie : PTB, NPL NIST ; Université Paul-Sabatier (Toulouse), Université de Clermont-Ferrand ; Bureau international des Poids et Mesures (BIPM)

Atouts

  • Participation au système international de la métrologie
  • Garant des étalons nationaux en dosimétrie photons et électrons
  • Activité allant de la R&D amont en métrologie jusqu’au transfert des étalons aux utilisateurs finaux (prestations d’étalonnage, formation) 
  • Acteur majeur de la plateforme DOSEO des Technologies pour la radiothérapie et l’imagerie, adaptation permanente aux nouvelles techniques de radiothérapie.

Technologies majeures

Calorimètre en graphite pour la mesure de la dose en radiothérapie par mini-faisceaux

Calorimètre en graphite pour la mesure de la dose en radiothérapie par mini-faisceaux - CEA LIST

Descriptif

Du fait des évolutions technologiques récentes, la taille des faisceaux d’irradiation utilisés en radiothérapie a fortement diminué jusqu’à descendre à quelques millimètres dans certains cas. Les références dosimétriques conventionnelles, établies dans des faisceaux de 10 cm de côté, ne sont plus utilisables pour assurer la traçabilité métrologique des doses délivrées à l’aide de ces petits champs de rayonnement. C’est dans ce cadre qu’un nouveau calorimètre graphite a été développé pour la mesure absolue de la dose dans les nouveaux traitements par radiothérapie. Pour assurer la précision nécessaire, il est capable de mesurer des élévations de température inférieures au mK.

Applications

Radiothérapie par mini-faisceaux

Projets majeurs

Publications

  • S. Dufreneix, J.-M. Bordy, F. Delaunay, J. Daures, J. Gouriou, M. Le Roy, A. Ostrowsky, B. Rapp, L. Sommier, “Towards the establishment of dosimetric references in small fields using the new concept of dose-area product”, prés. à AAPM 56th Annual Meeting, Austin, USA, 20-24 juillet 2014.

Etalonnage de dispositifs de radiothérapie stéréotaxique par dosimètre RPE/alanine

Etalonnage de dispositifs de radiothérapie stéréotaxique par dosimètre RPE/alanine - CEA LIST

Descriptif

Les appareils de stéréotaxie intra-crânienne sont utilisés pour le traitement des tumeurs du cerveau de petite taille. Parmi eux, le GammaKnife utilise 192 faisceaux précisément collimatés de photons de cobalt-60 irradiant simultanément la tumeur, ce qui permet d’augmenter la dose délivrée à la tumeur tout en épargnant les tissus sains environnants. Aucune référence primaire n’étant à présent disponible pour ce type d’appareil, une méthode de mesure a été mise en place, basée sur l’utilisation de dosimètres constitués de petites pastilles d’alanine et analysés par RPE (Résonance Paramagnétique Electronique). Elle a été testée avec succès dans un centre clinique, avec des écarts constatés inférieurs à 1% par rapport aux valeurs de référence de l'appareil.

Applications

Appareils de radiothérapie innovants dont les paramètres d’irradiation sont très éloignés des conditions de référence

Publications

Caractérisation spectrale des faisceaux à rayons X

Caractérisation spectrale des faisceaux à rayons X - CEA LIST

Descriptif

Dans le domaine de la dosimétrie primaire des rayonnements photoniques d’énergie inférieure à 300 keV, une bonne connaissance du spectre des photons émis par les générateurs X est cruciale. Une technique de caractérisation des faisceaux de référence à l’aide de détecteurs à semi-conducteur directement placés dans le faisceau a été développée. Elle nécessite, d'une part, une bonne caractérisation du détecteur afin de maîtriser les perturbations de mesure et, d'autre part, une grande expertise dans l’interprétation et l’exploitation des spectres. Les spectres ainsi mesurés et corrigés par nos algorithmes permettent une estimation plus juste des spectres réellement émis par les tubes à rayons X, comparativement à celle obtenue à l’aide des codes déterministes ou Monte-Carlo existants. 

Applications

Caractérisation dosimétrique des appareils industriels et médicaux utilisant des tubes à rayons X